作業(yè)1、簡述合成氨的原料路線；2、簡述合成氨的生產(chǎn)過程。并畫出合成氨的原則流程圖。3、合成氨最合適的催化劑是什么？催化劑的組成配料為是什么？催化劑各組成的作用如何？4、氨合成的宏觀動力學過程包括哪幾個步驟？

5、燃料高溫轉(zhuǎn)化法有哪三種方法？6、在合成氨造氣過程中固體燃料氣化法的間歇操作送風發(fā)熱法生產(chǎn)過程包括哪五個階段？每一段的目的及氣體走向如何？（畫圖說明）7、在合成氨造氣過程中烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法的特點是什么？

8、合成氨生產(chǎn)中原料氣的凈化方法有哪幾步。每一步的目的是什么？2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系作業(yè)9、畫出合成氨原料氣凈化的變換過程中變低變串聯(lián)的流程圖。10、畫出以不同原料的合成氨全流程圖。

11、空分氮洗聯(lián)合裝置的作用是什么？12、合成氨生產(chǎn)中降低能耗的措施是什么？

13、合成氨生產(chǎn)中降低能耗的措施中從弛放氣中回收氫有哪三種途徑。

14、什么是聯(lián)合生產(chǎn)？與合成氨工業(yè)可以連在一起的聯(lián)合生產(chǎn)有哪些？2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系1、簡述合成氨的原料路線；原料是氫氣和氮氣。氮氣來源于空氣，可以在制氫過程中直接加入空氣，或在低溫下將空氣或爐焦氣分離而得；氫氣來源于水或含有烴的各種燃料。工業(yè)上普遍采用的是焦炭、煤、天然氣、重油等與水蒸氣作用的氣化方法。通過低溫除去雜質(zhì)而獲得氫氮混合氣。原料氣的制取原則上有三種方法：燃料轉(zhuǎn)化法、低溫分離法和電解制氫法。2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系2、簡述合成氨的生產(chǎn)過程。并畫出合成氨的原則流程圖。氨的生產(chǎn)過程，可分成四步：原料氣的生產(chǎn)、原料氣的凈化、氨的合成、氨的分離。合成氨過程由許多環(huán)節(jié)構(gòu)成，氨合成反應過程是整個工藝過程的核心.2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系3、合成氨最合適的催化劑是什么？催化劑的組成配料為是什么？催化劑各組成的作用如何？鐵系催化劑的組成配料為：wFe2O3=54％～68％;wFeO=29％～36％;wAl2O3=2％～4％;wk2O＝0.5％～0.8％;wCaO=0.7％～2.5％;wMgO若干。FeO·Fe2O3＋4H2==3Fe＋4H2O鐵系催化劑各組成的作用：

催化劑的活性成分是金屬鐵，而不是鐵的氧化物。

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A12O3在催化劑中能起到保持原結(jié)構(gòu)骨架作用，從而防止活性鐵的微晶長大，增加了催化劑的表面積，提高了活性。CaO起助熔劑作用，使Al2O3易于分散在FeO·Fe2O3中，提高催化劑的熱穩(wěn)定性。

K2O的加入可促使催化劑的金屬電子逸出功降低。氮活性吸附在催化劑的表面，形成偶極子時，電子偏向于氮，電子逸出功的降低有助于氮的活性吸附，從而使催化劑的活性提高。

MgO除具有與Al2O3相同作用外，其主要作用是增強催化劑抗硫化物中毒的能力，并保護催化劑延長催化劑的使用壽命。2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系a．混合氣體向催化劑表面擴散(外,內(nèi)擴散過程)；b．氫,氮氣在催化劑表面被吸附，吸附的氮和氫發(fā)生反應，生成的氨從催化劑表面解吸(表面反應過程)；c.氨從催化劑表面向氣體主流體擴散(內(nèi),外擴散過程)

氨合成為氣固相催化反應，它的宏觀動力學過程包括以下幾個步驟。4、氨合成的宏觀動力學過程包括哪幾個步驟？2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系5、燃料高溫轉(zhuǎn)化法有哪三種方法？燃料高溫轉(zhuǎn)化制備原料氣的方法：固體燃料氣化法，烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法，重質(zhì)烴部分氧化法。2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系a．空氣吹風本階段的目的是送風發(fā)熱，空氣從造氣爐底部吹入，從而提高爐溫，吹風后的氣體去廢熱鍋爐回收熱量后通過煙囪放空；2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系b．上吹制氣本階段的目的是制氣，水蒸氣和空氣從爐底吹入生產(chǎn)半水煤氣，制得的半水煤氣通過廢熱鍋爐回收熱量，通過洗氣箱、洗滌塔除塵、洗滌后送入氣柜。2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系c．下吹制氣上吹制氣后，爐底溫度下降，爐頂溫度尚高，此時先從爐頂向下吹幾秒水蒸氣，將爐頂?shù)陌胨簹獯祪?，然后用空氣、水蒸氣混合吹入爐內(nèi)與碳（煤或焦）反應生成半水煤氣。生成的半水煤氣從爐底導出，通過洗氣箱、洗滌塔經(jīng)除塵、洗滌冷卻送入氣柜；2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系d．二次上吹

下吹后，爐底充滿水煤氣，此時吹入空氣升高爐溫，可能引起爆炸。再從爐底吹入蒸汽將爐底煤氣排凈，為吹風作準備。二次上吹雖可制氣，但爐溫低，氣質(zhì)差，二次上吹時間盡可能短；2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系e．空氣吹凈空氣從爐底吹入，將殘存的水煤氣吹出并送入氣柜，同時制得的吹風氣(空氣煤氣)與b,c,d階段制得的水煤氣在氣柜中混合為半水煤氣。五個階段為一循環(huán)。

2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系7、在合成氨造氣過程中烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法的特點是什么？1、是二級轉(zhuǎn)化這是提高轉(zhuǎn)化率，降低能耗的重要措施。2、是加壓轉(zhuǎn)化。2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系8、合成氨生產(chǎn)中原料氣的凈化方法有哪幾步。每一步的目的是什么？（1）、脫硫：脫除含硫化合物。

（2）、變換：變換的目的：就是利用水蒸氣把CO變換為H2，既將CO轉(zhuǎn)變成易于清除的CO2，同時又制得了所需的原料氣H2。（3）、脫碳：脫除二氧化碳。（4）、氣體的精制經(jīng)凈化過的氣體仍有少量的CO(等有害氣體)。氣體的精制就是要將它們進一步脫除，2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系

9、畫出合成氨原料氣凈化的變換過程中變低變串聯(lián)的流程圖。2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系10、畫出以不同原料的合成氨全流程圖。煤為原料合成氨的全流程：

2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系天然氣等氣態(tài)烴為原料二段轉(zhuǎn)化法流程2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系重油為原料生產(chǎn)合成氨的原則流程2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系11、空分氮洗聯(lián)合裝置的作用：這個裝置的一個作用是使空氣液化，生產(chǎn)氧氣，供油的加壓氣化使用。另一個作用是使凈化過的原料氣冷凍和被液氮洗滌，氣體中的微量雜質(zhì)如CO2，H2O等在冷凍時除去，O2，CO2，CH4,Ar等在洗滌時清除。用空分氮洗聯(lián)合裝置處理過的原料氣不僅十分純凈，對氨的合成非常有利，適用于以粉煤為原料(需用氧作氣化劑)的合成氨生產(chǎn)。2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系12、合成氨生產(chǎn)中降低能耗的措施是什么？

（1）、利用反應熱和反應產(chǎn)物的冷卻來副產(chǎn)高溫高壓蒸汽，蒸汽可以用來驅(qū)動壓縮機、風機和工藝用汽。(2)采用徑向合成塔。(3)采用新的工藝流程。(4)從弛放氣中回收氫。2024/4/26綏化學院化學與制藥工程系13、合成氨生產(chǎn)中降低能耗的措施中從弛放氣中回收氫有哪三種途徑。

(1)低溫液化，然后通過蒸餾進行分離。這種方法不僅可以回收氫，而且還可以回收稀有氣體如氦、氬、氖，氪，氙等。(2)利用分子篩在高壓下進行吸附，在減壓下進行解吸的方法分離出氫。(3)利用膜分離方法。此法利用氫透過膜的速率高于其它分子，通過多級膜進行分離而獲得純度較高的氫。